CN109606040A - 一种水陆两栖无人测绘艇及其测绘方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人艇技术领域，具体公开了一种水陆两栖无人测绘艇，包括艇体，艇体上设有控制箱，艇体的尾部设有喷水推进器，艇体底部设有前轮系统和后轮系统，艇体底面的前端设有声呐；前轮系统包括前轮支架，前轮支架一端与艇体底部转动连接，其另一端的两侧转动连接有前滚轮；后轮系统包括后轮支架，后轮支架一端与艇体底部转动连接，其另一端的两侧转动连接有后滚轮；前轮支架和后轮支架上均铰接有液压伸缩缸，液压伸缩缸缸体底部与艇体底面转动连接；所述艇体底面前端设有与前轮系统相适配的前轮系统回收腔，其后端设有与后轮系统相适配的后轮系统回收腔。该水陆两栖无人测绘艇结构简单，设计合理，能够在无人工干预下完成海上测绘的任务。

Description

一种水陆两栖无人测绘艇及其测绘方法

技术领域

本发明属于无人艇技术领域，具体涉及一种水陆两栖无人测绘艇。

背景技术

近些年来，随着海洋战略的逐步扩大，保卫国家领土完整，维护国家海洋权益，离不开海洋测绘保障，特别是现代化的高科技战争，更需要现代化的海洋测绘保障。因此，海洋测绘已经是一项基础性建设工作，得到世界各国的重视与发展。目前的测绘艇执行任务时，通常有人驾驶，在不安全水域执行任务存在会造成人员伤亡事故的风险。无人艇凭借其体积小、吃水浅、无人驾驶等优势在海图测绘中应用前景广泛。然而无人艇的布放回收则需母船吊放配合完成，且在运输过程需吊车配合完成，耗费大量人力物力以致效率低下。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的旨在提供一种水陆两栖无人测绘艇及利用该水陆两栖无人测绘艇进行海上救援的方法。该水陆两栖无人测绘艇结构简单，设计合理，能够在无人工干预的前提下完成海上测绘的任务。

为实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水陆两栖无人测绘艇，包括艇体，所述艇体甲板上设有控制箱，控制箱用于向水陆两栖无人测绘艇上的所有设备发送控制命令；艇体的尾部设有喷水推进器，喷水推进器通过喷水实现水陆两栖无人测绘艇的前进、后退和转向；所述艇体底部设有前轮系统和后轮系统，艇体底面的前端设有声呐，所述声呐用于发射和接收声波信号完成海底地形地貌的绘制；所述前轮系统包括前轮支架，前轮支架一端与艇体底部转动连接，前轮支架另一端的两侧转动连接有前滚轮；所述后轮系统包括后轮支架，后轮支架一端与艇体底部转动连接，后轮支架另一端的两侧转动连接有后滚轮，后轮支架上设有发动机；所述前轮支架和后轮支架上均铰接有液压伸缩缸，液压伸缩缸的缸体底部与艇体底面转动连接，通过液压伸缩缸的伸缩，实现前轮系统、后轮系统的展开和回收；所述艇体底面前端设有与前轮系统相适配的前轮系统回收腔，其后端设有与后轮系统相适配的后轮系统回收腔。

根据上述的水陆两栖无人测绘艇，优选地，所述前轮支架和后轮支架均包括固定轴，固定轴两端固定有旋转支架，旋转支架的另一端与艇体底面转动连接；所述液压伸缩缸的伸缩杆连接在旋转支架上。

根据上述的水陆两栖无人测绘艇，优选地，所述发动机设在后轮支架的固定轴上。

根据上述的水陆两栖无人测绘艇，优选地，所述艇体底面上设有摄像头；更加优选地，所述摄像头设在水陆两栖无人测绘艇底面的中心，用于监测无人测绘艇下的实况，为控制箱提供视频资料，便于控制箱在合适位置发送控制指令实现前轮系统、后轮系统的展开和回收。

根据上述的水陆两栖无人测绘艇，优选地，所述艇体上设有定位装置、通讯设备、无人机和雷达；更加优选地，所述定位装置为GPS装置，GPS装置安装在艇体尾部甲板上，用于整个水陆两栖无人测绘艇位置和位姿信息的判定；所述通讯设备为通讯天线，通讯天线安装在艇体甲板后方，用于水陆两栖无人测绘艇与岸基工作站和无人机的通讯，便于岸基工作人员全面掌握水陆两栖无人测绘艇的动态信息和发号施令；所述无人机停靠在艇体甲板上，用于与无人测绘艇协作，实现海空测绘一体化；所述雷达设在控制箱的上方，用于扫测水陆两栖无人测绘艇周围的障碍物，为水陆两栖无人测绘艇及时躲避障碍物提供数据资料。

根据上述的水陆两栖无人测绘艇，优选地，所述艇体底面上设有液压千斤顶；所述液压千斤顶用于实现整个水陆两栖无人测绘艇的起落。

一种利用水陆两栖无人测绘艇进行测绘的方法，包括以下步骤：

（1）当接到测绘任务时，水陆两栖无人测绘艇按照定位装置的定位信息由陆地行驶抵达水域，然后发动机继续驱动后轮系统向水中行驶，当摄像头监测到艇体下部均浸没在水中时，关闭发动机，同时使液压伸缩缸收缩，将前轮系统和后轮系统分别回收进入前轮系统回收腔和后轮系统回收腔；

（2）控制箱控制发动机向喷水推进器提供动力，启动发动机，发动机带动喷水推进器喷水前进；当水陆两栖无人测绘艇抵达指定测绘区域时，启动无人机和声纳，按照已规划的测线进行循迹扫测海图以及收集空中视频资料；

（3）当测绘任务完成时，控制水陆两栖无人测绘艇返航；当无人测绘艇返回至近岸浅水区域时，控制箱发出控制指令使发动机停转，同时控制液压伸缩缸伸出，使前轮系统和后轮系统展开，然后再次启动发动机，带动后轮系统驱动水陆两栖无人测绘艇驶出水面。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

（1）本发明水陆两栖无人测绘艇结构简单，设计合理，操作稳定，能够实现在水域行驶和陆地行驶的自由切换，且整个切换过程完全自主，无人工干预，当需要执行测绘任务时，可以直接派遣水陆两栖测绘无人艇由陆地行驶至测绘水域，方便快捷，减少了人力、物力的消耗，解决了无人艇布放、回收需母船吊放配合完成存在的操作繁琐，耗费人力、物力的问题。

（2）采用本发明水陆两栖无人测绘艇进行海上的测绘任务，能够实现完全自主功能，可以满足海上测绘无人化的需求，极大地提高海上测绘的工作效率和安全性，避免了人工测绘过程中存在工作人员落水伤亡事故的发生，同时也解决了人工测绘效率低下的问题；而且，在无人测绘艇在执行测绘任务的过程中还可以利用无人机进行空中侦查，保障了测绘艇的安全性。

（3）本发明中发动机能够在水域动力系统和陆地动力系统之间的切换，分别为喷水推进器和车轮提供驱动力，避免了艇体因设有两个动力系统安装两个发动机致使艇体质量过大的问题，提高了测绘的效率。

（4）本发明中前轮支架和后轮支架上均设有液压伸缩缸，通过液压伸缩缸的伸缩能够轻松实现前轮系统、后轮系统的展开和回收，方便快捷；而且，艇体底面上设有与前轮系统、后轮系统相适配的回收腔，便于车轮的回收，减少占地空间，同时也减少无人测绘艇在水中行驶时的水流阻力。

附图说明

图1为本发明水陆两栖无人测绘艇水域行驶的结构示意图；

图2为本发明水陆两栖无人测绘艇陆地行驶的结构示意图；

图3为本发明中艇体的结构示意图；

图4为本发明中艇体底部的结构示意图；

图5为本发明中前轮系统的结构示意图；

图6为本发明中后轮系统的结构示意图；

图中：1为艇体，2为喷水推进器，3为GPS装置，4为通讯天线，5为无人机，6为控制箱，7为雷达，8为前滚轮，9为后滚轮，10为液压伸缩缸，11为旋转支架，12为声呐，13为摄像头，14为前轮系统收纳腔，15为后轮系统收纳腔，16为液压千斤顶，17为固定轴，18为发动机，19为转轴，20为旋转孔。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明作进一步详细说明，但并不限制本发明的范围。

实施例1：

参见图1-图6，一种水陆两栖无人测绘艇，包括艇体1，艇体甲板上设有GPS装置3、通讯天线4、控制箱6、无人机5和雷达7；其中，GPS装置3用于整个水陆两栖无人测绘艇位置和位姿信息的判定；通讯天线4用于水陆两栖无人测绘艇与岸基工作站和无人机5的通讯，便于岸基工作人员全面掌握水陆两栖无人测绘艇的动态信息和发号施令；控制箱6用于向水陆两栖无人测绘艇上的所有设备发送控制命令；无人机5用于与无人测绘艇协作实现海空测绘一体化；雷达7设在控制箱的上方，用于扫测水陆两栖无人测绘艇周围的障碍物，为水陆两栖无人测绘艇及时躲避障碍物提供数据资料；艇体1的尾部设有喷水推进器2，喷水推进器2通过喷水实现水陆两栖无人测绘艇的前进、后退和转向。

艇体1底部设有前轮系统和后轮系统，艇体1底面的前端设有声呐12，声呐12用于发射和接收声波信号完成海底地形地貌的绘制，艇体1底面的中心设有摄像头13，摄像头13用于监测无人测绘艇下的实况，为控制箱提供视频资料，便于控制箱在合适位置发送控制指令实现前轮系统、后轮系统的展开和回收；所述艇体1底面上设有液压千斤顶16，液压千斤顶16用于实现整个水陆两栖无人测绘艇的起落；艇体1底部的前端和后端均设有转轴19。

所述前轮系统包括前轮支架，前轮支架一端与艇体1底部转动连接，前轮支架另一端的两侧转动连接有前滚轮8；所述后轮系统包括后轮支架，后轮支架一端与艇体底部1转动连接，后轮支架另一端的两侧转动连接有后滚轮9；前轮支架和后轮支架均包括固定轴17，固定轴17两端固定有旋转支架11，旋转支架11的另一端设有与转轴19相适配的旋转孔20，通过旋转孔20与转轴19的间隙配合，实现旋转支架绕艇体底部转动。旋转支架11上设有液压伸缩缸10，液压伸缩缸10的缸体底部通过铰支与艇体1底面连接，液压伸缩缸10的伸缩杆顶端通过铰支与旋转支架11连接，通过液压伸缩缸10的伸缩，实现前轮系统、后轮系统的展开和回收；所述后轮支架的固定轴上设有发动机18。所述艇体1底面前端设有与前轮系统相适配的前轮系统回收腔14，所述前轮系统回收腔14为长方体状的空腔，其底楞为圆角处理，能够减小水流阻力；艇体1底面后端设有与后轮系统相适配的后轮系统回收腔15，后轮回收腔15为方形空腔，其底楞为圆角处理，能够减小水流阻力。

实施例2：

一种利用实施例1所述水陆两栖无人测绘艇进行海上测绘的方法，包括以下步骤：

（1）当接到测绘任务时，水陆两栖无人测绘艇按照GPS装置3的定位信息由陆地行驶抵达水域，然后发动机18继续驱动后轮系统向水中行驶，当摄像头13监测到艇体1底部均浸没在水中时，关闭发动机18，同时使液压伸缩缸10收缩，将前轮系统和后轮系统分别回收进入前轮系统回收腔14和后轮系统回收腔15；

（2）控制箱6控制发动机18向喷水推进器2提供动力，启动发动机18，发动机18带动喷水推进器2喷水前进；当水陆两栖无人测绘艇抵达指定测绘区域时，启动无人机5和声纳12，按照已规划的测线进行循迹扫测海图以及收集空中视频资料；

（3）当测绘任务完成时，控制水陆两栖无人测绘艇返航；当无人测绘艇返回至近岸浅水区域时，控制箱6发出控制指令使发动机18停转，同时控制液压伸缩缸10伸出，使前轮系统和后轮系统展开，然后再次启动发动机18，带动后轮系统驱动水陆两栖无人测绘艇驶出水面。

（4）当无人测绘艇驶出水面行驶至指定储存仓库时，控制发动机18停转，液压千斤顶16伸出，直至撑起整个无人测绘艇，控制箱6控制前轮系统和后轮系统分别回收至前轮系统回收腔14和后轮系统回收腔15，便于参观展示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，但不仅限于上述实例，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种水陆两栖无人测绘艇，包括艇体，所述艇体上设有控制箱，艇体的尾部设有喷水推进器，其特征在于，所述艇体底部设有前轮系统和后轮系统，艇体底面的前端设有声呐；所述前轮系统包括前轮支架，前轮支架一端端与艇体底部转动连接，前轮支架另一端的两侧转动连接有前滚轮；所述后轮系统包括后轮支架，后轮支架一端与艇体底部转动连接，后轮支架另一端的两侧转动连接有后滚轮，后轮支架上设有发动机；所述前轮支架和后轮支架上均铰接有液压伸缩缸，液压伸缩缸的缸体与艇体底面转动连接；所述艇体底面前端设有与前轮系统相适配的前轮系统回收腔，其后端设有与后轮系统相适配的后轮系统回收腔。

2.根据权利要求1所述的水陆两栖无人测绘艇，其特征在于，所述前轮支架和后轮支架均包括固定轴，固定轴两端固定有旋转支架，旋转支架的另一端与艇体底面转动连接；所述液压伸缩缸的伸缩杆连接在旋转支架上。

3.根据权利要求2所述的水陆两栖无人测绘艇，其特征在于，所述发动机设在后轮支架的固定轴上。

4.根据权利要求1所述的水陆两栖无人测绘艇，其特征在于，所述艇体底面上设有摄像头。

5.根据权利要求1所述的水陆两栖无人测绘艇，其特征在于，所述艇体上设有定位装置和通讯设备。

6.根据权利要求1所述的水陆两栖无人测绘艇，其特征在于，所述艇体甲板上设有无人机和雷达，所述雷达设在控制箱上方。

7.根据权利要求1所述的水陆两栖无人测绘艇，其特征在于，所述艇体底面上设有液压千斤顶。

8.一种利用水陆两栖无人测绘艇进行测绘的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）当接到测绘任务时，水陆两栖无人测绘艇按照定位装置的定位信息由陆地行驶抵达水域，然后发动机继续驱动后轮系统向水中行驶，当摄像头监测到艇体下部均浸没在水中时，关闭发动机，同时使液压伸缩缸收缩，将前轮系统和后轮系统分别回收进入前轮系统回收腔和后轮系统回收腔；

（2）控制箱控制发动机向喷水推进器提供动力，启动发动机，发动机带动喷水推进器喷水前进；当水陆两栖无人测绘艇抵达指定测绘区域时，启动无人机和声纳，按照已规划的测线进行循迹扫测海图以及收集空中视频资料；

（3）当测绘任务完成时，控制水陆两栖无人测绘艇返航；当无人测绘艇返回至近岸浅水区域时，控制箱发出控制指令使发动机停转，同时控制液压伸缩缸伸出，使前轮系统和后轮系统展开，然后再次启动发动机，带动后轮系统驱动水陆两栖无人测绘艇驶出水面。